9.2. Формирование чм сигнала.

ЧМ сигнал может быть получен с помощью частотного модулятора. Частотный модулятор состоит из автогенератора и элемента с помощью которого изменяется частота автогенерации.

Авто-генератор

Управляющий элемент

моду модулирующий

сигнал

Рис.9.5.

Автогенератор - генератор с самовозбуждением, т.е. усилитель, охваченный цепью положительной обратной связи ( колебания с выхода поступают на вход, поддерживая возникшие колебания).

Для LRC - генератора цепью обратной связи может быть катушка обратной связи.

Элементом, управляющим частотой генератора, в этом случае является варикап (емкость p-n перехода, которая зависит от приложенного напряжения).

Для RC - генератора цепью обратной связи является цепочка RС.

В качестве резистора R используются сопротивления транзисторов, зависящие от приложенного напряжения. Частота генерации RC генератора определяется выражением:

(9.3)

В соответствии с модулирующим НЧ сигналом меняется R, следовательно, меняется частота генерации генератора.

9.3.Статическая модуляционная характеристика (смх).

Основной характеристикой частотного модулятора является статическая модуляционная характеристика (СМХ).

Статической Модуляционной Характеристикой частотного модулятора называется зависимость частоты генерируемых колебаний от напряжения смещения Е:

_г = f(E)

Пусть нам известна зависимость сопротивления R в цепи обратной связи частотно-модулируемого генератора от напряжения смещения Е:

R

R' Рис.9.6.

E

E'

1. Задаемся каким-то смещением Е', по графику находим R'.

2. Определяем частоту генерации:

_г^/ =

3. Задаемся смещением Е'', находим R'', находим _г^'', и т.д.

Стандартная СМХ для частотного модулятора имеет вид:

_г

_гmax

₀ Рис.9.7

_гmin

Emin Eрт Emax E

Выбор рабочего режима по смх.

1. Выбираем на глаз линейный участок на СМХ.

2. Определяем границы рабочего участка: _гmax, _гmin, Е_max, E_min.

3. Выбираем рабочую точку в середине рабочего участка. Определяем ₀ и Е_р.т. для рабочей точки.

4. Определяем максимальную амплитуду модулирующего (Н.Ч.) сигнала:

U_m 

5. Определяем максимально-допустимую девиацию частоты:

6. Определяем максимально допустимый индекс неискаженной ЧМ.

М_{ч max} =

М_{ч max} =

9.4. Детектирование сигналов чм.

Назначение частотного детектора (ЧД) состоит в том, чтобы из ВЧ модулированного ЧМ сигнала получить НЧ модулирующий сигнал.

ЧД преобразует ЧМ сигнал в амплитудно - частотно модулированный (АЧМ), который детектируется с помощью амплитудного детектора. Наиболее распространенная схема ЧД - ЧД с расстроенными контурами. Его принципиальная схема имеет вид:

1.+(-)

1

uAМ(t) R C

Рис.9.8

2 R C

2. -(+)

Контура расстроены относительно средней частоты ЧМ сигнала ₀. Например: ₁₀, ₂<₀.

Если частота ЧМ сигнала больше ₀  _чм (t)  ₀ , то она ближе к ₁, чем к ₂, т.е. напряжение ( его амплитуда ) на верхнем контуре (на входе Д1) больше чем напряжение на выходе нижнего контура (на входе Д2). Напряжение в точке 1 будет больше чем в точке 2.

Если  _чм (t) < ₀ , т.е. ближе к ₂ то, так же рассуждая, получим, что напряжение в точке 2 будет больше чем в точке 1. Полярность напряжения на выходе U_нч(t) меняется на противоположную.

Основная характеристика - статическая характеристика детектора. Это зависимость постоянной составляющей тока в нагрузке детектора I₀ от частоты входного сигнала.

I₀ = () I₀ = (f)

Стандартный вид СХД следующий:

I₀

Imax

I01

I00

min 0 max 

I02

Imin Рис.9.9